(57)【要約】  光入力ポートと、光出力ポートと、それらの間に設けられた光共振器と、光共振器の第１の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第１の受光素子と、光共振器の第２の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第２の受光素子と、第１及び第２の受光素子から出力される電気信号の大小を判定し、デジタル信号を出力する比較回路と、光出力ポートと、第２の受光素子とへ、光共振器の第２の出力ポートからの出力光を分岐する光分岐回路と、を備える光強度判定器。光共振器内の導波路の一部には、入力光の強度に応じて光位相を変調する光強度位相変換部が設けられている。
2012020524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入力ポートと、
光出力ポートと、
前記光入力ポートと、前記光出力ポートとの間に設けられた光共振器と、
前記光共振器の第１の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第１の受光素子と、
前記光共振器の第２の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第２の受光素子と、
前記第１及び第２の受光素子から出力される電気信号の大小を判定し、デジタル信号を出力する比較回路と、
前記光出力ポートと、前記第２の受光素子とへ、前記光共振器の前記第２の出力ポートからの出力光を分岐する光分岐回路と、を備え、
前記光共振器内の導波路の一部には、入力光の強度に応じて光位相を変調する光強度位相変換部が設けられている光強度判定器。
【請求項２】
前記光分岐回路と光出力ポートとの間に設けられ、出力光強度を調整する光レベル調整器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光強度判定器。
【請求項３】
前記光強度位相変換部が、半導体光増幅器を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光強度判定器。
【請求項４】
前記光強度位相変換部がが、リング共振器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光強度判定器。
【請求項５】
前記光共振器が、非対称マッハツェンダー干渉計であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光強度判定器。
【請求項６】
前記光共振器が、ファブリーペロー共振器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光強度判定器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光強度判定器を複数備え、
当該複数の光強度判定器が直列に接続されたことを特徴とする光Ａ／Ｄ変換器。
【請求項８】
前記複数の光強度判定器は、いずれも同一構造であることを特徴とする請求項７に記載の光Ａ／Ｄ変換器。
【請求項９】
光入力ポートと、光出力ポートとの間に光共振器を設け、
前記光共振器の第１の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第１の受光素子を設け、
前記光共振器の第２の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第２の受光素子を設け、
前記第１及び第２の受光素子から出力される電気信号の大小を判定し、デジタル信号を出力する比較回路を設け、
前記光出力ポートと、前記第２の受光素子とへ、前記光共振器の前記第２の出力ポートからの出力光を分岐する光分岐回路を設け、
前記光共振器内の導波路の一部には、入力光の強度に応じて光位相を変調する光強度位相変換部を設ける光強度判定器の構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力光の強度を位相情報に変換して入力光強度を判定する光強度判定器、及び、それを用いた光Ａ／Ｄ変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
中・長距離系における光通信システムにおいては、ますます高速化や波長多重による大容量化が進んでいる。現在の幹線系光通信システムでは、波長多重通信が用いられ、波長チャネル間隔が定められている。そのため、光ファイバアンプの帯域内において５０ＧＨｚ間隔であれば、約１００チャネルを利用することができる。【０００３】
ここで、チャネル間隔をΔｆ［Ｈｚ］、伝送速度をＢ［ｂｉｔ／ｓ］とすると、Ｂ／Δｆ［ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ］を、周波数利用効率という。Δｆ＝５０ＧＨｚであれば、もしチャネル毎に１００Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度があれば、周波数利用効率は、２ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚとなる。【０００４】
光ファイバアンプの帯域が限られているため、周波数利用効率を高めることが必要である。ただし、周波数利用効率を高くするために単純に信号のビットレートを高くすると、チャネル間のクロストークが問題となる。そこで、次世代の光通信方式として、光多値変調や、光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）の検討が進んでいる。光多値変調は、従来の０、１の２値を用いた光強度変調とは異なり、光の振幅や位相を用いて多値化することによって、周波数利用帯域を増やさずに情報量を増大させる方法である。また、光ＯＦＤＭでは、電気信号によってＯＦＤＭ信号を生成して光変調し、光サブキャリア間を直交状態にして多重化する。そのため、クロストーク問題を解決し、周波数利用効率を高めることができる。【０００５】
このように電気信号処理を主とした多値化、多重化を行い、伝送された光信号は、受信側で電気信号に復調する。光復調回路のＰＤ（光受光器）の後段にはアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器が必要となる。現在は、電気回路を利用したＡ／Ｄ変換器が一般的に用いられている。【０００６】
他方、光信号のアナログ量を直接デジタル値として導出する光Ａ／Ｄ変換器は、高速性という特長を有するため、提案が多くなされている。例えば、特許文献１では、光信号を異なる所定の分割比で分割することによって、光量を所定の比率で表し、各分割光信号が閾値に達しているかどうかで入力された光信号の光アナログ量を検出している。【０００７】
また、特許文献２では、光Ａ／Ｄ変換手段において、アナログ信号である入力光信号に対し非線形光素子を介した帰還系を構成することにより、当該光Ａ／Ｄ変換手段より順次デジタル信号である第１出力光を得ている。【０００８】
特許文献３では、光符号化回路は、光強度に関する入出力特性が異なる周期性を有する光非線形素子を備えた複数の光符号化器を用いて、第１の波長を有する信号光のパルス列を、第１の波長とは異なる近傍の第２の波長を有しかつ光標本化された光アナログ信号のパルス列である制御光に従って光符号化し、光符号化された複数の信号光のパルス列を各光符号化器から出力する。次いで、光量子化回路は、各光符号化器にそれぞれ接続され、光強度に関する入出力特性が周期性を有する光非線形素子を備えた複数の光しきい値処理器を用いて、第１の波長とは異なる近傍の第３の波長を有する搬送波光のパルス列を、光符号化された複数の信号光のパルス列に従ってそれぞれ光しきい値処理を行うことにより光量子化して光デジタル信号として出力している。【０００９】
特許文献４では、複数の分岐干渉型光変調器を有しており、同じ基板上に光起電力素子が形成されて、この光起電力素子の出力電圧が分岐干渉型光変調器に印加されることを特長としている。そのため、この例では、強度信号光を一度ＰＤで受光し、電圧信号に変換しているため、その電気信号の速度が全体の回路の速度を決定してしまうことになる。【００１０】
光には強度信号だけではなく位相差を信号として用いることができ、前記特許文献の一部にもそれを用いている装置がある。この手法を用い、さらに、電気の変調信号を介さずに、光のまま、強度から位相差を作り出して利用している例がある。【００１１】
特許文献５には、ＯＮ、ＯＦＦされている光信号を用いて、その信号を位相差の信号に変換する、論理保持・論理反転信号光生成器１１６が示されている。
特許文献６には、フィルタによって制御光を除去する、光の位相差の変調信号を利用した装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２４９２４号公報
【特許文献２】特開平１−５６４２６号公報
【特許文献３】特開２００５−１７３５３０号公報
【特許文献４】実開昭６１−２０３５６６号公報
【特許文献５】特開２００６−２７６０９５号公報
【特許文献６】特開２００８−０５２０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
光は、パワー（振幅）の減算ができないため、光Ａ／Ｄ変換器を簡易に構成するためには、工夫が必要である。特許文献４にあるように、光Ａ／Ｄ変換器を簡易に構成するためには、光の位相情報を用いるマッハツェンダー（ＭＺ）型干渉計を用いることが考えられる。そのためには、効率的に光強度信号を位相差信号に変換する装置が必要となる。この装置全体を、ここでは光強度位相変換器とする。【００１４】
ＭＺ型干渉計を用いる光Ａ／Ｄ変換器に利用するための光強度位相変換器には、同じ光強度に対して異なる位相回転量を実現される必要がある。すなわち、各ビットに対応するＭＺ型干渉計をビット数分用意すると、そのそれぞれには同じ光強度に対して異なる位相回転量を出力する装置が必要である。さらには、ある単位位相回転を行う装置を接続できる構造が望ましいが、これらを簡易に実現することが難しく、特許文献４では、光を一旦、電気に変換してから異なる位相回転量を与えており、構成が複雑になっていた。【００１５】
また、光強度を位相へ変換するにはＳＯＡ素子の特性である公知の自己位相変調（ＳＰＭ：Self Phase Modulation）や相互位相変調（ＸＰＭ：cross phase modulation）の効果を利用しており、その光強度位相変換器をＭＺ干渉計内に配置して光強度の判定を実現している。ただし、ｎビットで出力するために、光強度位相変換器において、ｎ本の異なる位相回転量を有する導波路が必要となる。２のｎ乗の長さとなるｎ本の位相変換部を並列に配置しており、ビット数ｎが大きいと素子面積が増大する問題がある。【００１６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、素子面積を増大させずに、光Ａ／Ｄ変換器を簡易に構成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る光強度判定器は、
光入力ポートと、
光出力ポートと、
前記光入力ポートと、前記光出力ポートとの間に設けられた光共振器と、
前記光共振器の第１の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第１の受光素子と、
前記光共振器の第２の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第２の受光素子と、
前記第１及び第２の受光素子から出力される電気信号の大小を判定し、デジタル信号を出力する比較回路と、
前記光出力ポートと、前記第２の受光素子とへ、前記光共振器の前記第２の出力ポートからの出力光を分岐する光分岐回路と、を備え、
前記光共振器内の導波路の一部には、入力光の強度に応じて光位相を変調する光強度位相変換部が設けられているものである。【００１８】
本発明に係る光強度判定器の構成方法は、
光入力ポートと、光出力ポートとの間に光共振器を設け、
前記光共振器の第１の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第１の受光素子を設け、
前記光共振器の第２の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第２の受光素子を設け、
前記第１及び第２の受光素子から出力される電気信号の大小を判定し、デジタル信号を出力する比較回路を設け、
前記光出力ポートと、前記第２の受光素子とへ、前記光共振器の前記第２の出力ポートからの出力光を分岐する光分岐回路を設け、
前記光共振器内の導波路の一部には、入力光の強度に応じて光位相を変調する光強度位相変換部を設けるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、素子面積を増大させずに、光Ａ／Ｄ変換器を簡易に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態にかかる、光強度判定器の構成図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる、光入力強度（Ｐｉｎ）に対する光強度判定器のスルーポートへの出力光強度を示した図である。
【図３】第１の実施の形態に係る光入力強度（Ｐｉｎ）に対する光強度判定器のドロップポートへの出力光強度を示した図である。
【図４】第１の実施の形態に係る２つの光検出器で検出される信号を重ね合わせ、その大小を１又は０として判定する例を示した図である。
【図５】光入力強度（Ｐｉｎ）を１又は０の判定をデジタル電気信号で出力した例を示す図である。
【図６】第２の実施の形態に係る光Ａ／Ｄ変換器の構成図である。
【図７Ａ】第２の実施の形態に係る光出力判定器３１の光出力ポートから光出力強度の光入力強度（Ｐｉｎ）依存性を示す図である。
【図７Ｂ】第２の実施の形態に係る光出力判定器３２の光出力ポートから光出力強度の光入力強度（Ｐｉｎ）依存性を示す図である。
【図７Ｃ】第２の実施の形態に係る光出力判定器３３の光出力ポートから光出力強度の光入力強度（Ｐｉｎ）依存性を示す図である。
【図７Ｄ】第２の実施の形態に係る光出力判定器３４の光出力ポートから光出力強度の光入力強度（Ｐｉｎ）依存性を示す図である。
【図８】第２の実施の形態に係る複数の光出力判定器から出力されるデジタル電気信号の光入力強度（Ｐｉｎ）依存性を示す図である。
【図９】第３の実施の形態に係る光強度判定器の構成図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る光強度判定器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２２】
（第１の実施の形態）
本実施の形態では、光強度情報を位相情報に変換して入力強度を判定する光強度判定器の構成を提案する。図１は、第１の実施の形態に係る光強度判定器の構成図である。光強度位相変換器は、光強度の情報を、位相差の情報に変換する。図１に示すように、この光強度判定器１は、光入力ポート２、リング共振器３、光強度位相変換部４、スルーポート５、光分岐回路６、９、光レベル調整器７、光出力ポート８、ドロップポート１０、光受信器（ＰＤ）１１、１２、電気信号増幅器１３、電気信号出力ポート１４を備えている。
【００２３】
図１において、光入力ポート２から入力した光は、リング共振器３を通過する。リング共振器３は、透過特性に周期的な波長依存性を持っている。ここで、リング共振器３のフィネスは２程度に設定され、最も通過する波長が透過するように初期設定されている。また、リング共振器３は、リング導波路の一部に光強度位相変換部４（ＳＰＭ効果による光強度を光位相情報へ変換する部分）を有している。具体的には、図１の構成では、光強度位相変換部４は、リング共振器３のリング導波路に互いに対向して２つ設けられている。ただし、設定および配置は、この限りではない。この光強度位相変換部４では、光強度にほぼ比例して光位相が回転する。その結果、リング共振器３の透過特性つまりスルーポート５及びドロップポート１０からの光出力が、光入力ポート２からの光入力強度の大きさに対して、周期的な依存性を持つことになる。
【００２４】
ここで、光強度位相変換部４としては、例えば、半導体光増幅器（ＳＯＡ）を用いることができる。半導体光増幅器を用いると、通常は短い距離で光強度を変化させることができる。ここで、内部のキャリアの密度が変化するため屈折率が変化するので、同時に光の位相も回転している。これが、ＳＰＭ効果である。光強度位相変換部４では、できる限り光強度は変化させず、光位相だけを回転させたい。そのためには、ＳＯＡに高電流を流しておき、飽和状態として使用すればよい。
【００２５】
以上の効果を利用するために、光強度位相変換部４は、リング共振器３における他の部分の導波路とは、異なる組成のコア層となっている。具体的には、光強度位相変換部４では、そのコア層は、ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸を用いているが、その組成波長は、使用する光の波長とほぼ同一、又は若干長い波長で設定される。通常の光通信に用いられる波長帯であれば、１．５５μｍ付近であるため、その組成波長も１．５５〜１．６μｍ程度に設定される。他方、光強度位相変換部４以外の、光にとって透明な導波路については、そのコア層の組成波長は１．３〜１．５μｍが用いられる。
【００２６】
図２及び図３は、それぞれ、光入力ポート２での光強度Ｐｉｎ（横軸）に対するリング共振器３のスルーポート５及びドロップポート１０からの光出力強度（縦軸）の変化を示している。リング共振器３のフィネスを２程度に設定しているため、基本的にはほぼサインカーブの光出力特性を有している。また、スルーポート５とドロップポート１０からの光出力強度はそれぞれ相反的な関係になっている。ただし、一般的なリング共振器と異なるのは、リング共振器３内部に設けられた光強度位相変換部４による光強度位相変換の結果、光出力強度は、光入力強度に比例した成分（図２及び部３の点線）に接して、振幅が増加していくサインカーブとなる。
【００２７】
スルーポート５及びドロップポート１０からの光は、それぞれ、第１の光分岐回路６及び第２の光分岐回路９により、例えば１：９の分岐比でタップされ、第１の光受光器１１及び第２の光受光器１２により受光される。図１に示すように、第１及び第２の光受光器１１、１２は、いわゆるバランスドレシーバの関係で電気的に接続されている。そして、第１の光受光器１１又は第２の光受光器１２のどちらかの出力が高いかを判定した信号が出力される。その信号が、電気アンプ１３を通して、電気信号出力ポート１４に出力される。
【００２８】
図４は、図２及び図３の信号を重ねた図である。第１及び第２の光受光器１１、１２がバランスドレシーバの関係で接続されているため、電気信号出力ポート１４には、図２及び図３に示すような第１及び第２の光受光器からの出力信号の大小を比較して、図４の図中に書かれている１又は０で判定されたデジタル信号だけが出力される。その出力結果を図５に示す。ここで、図２及び図３に示すような信号をサインカーブに近づけると、その大小を判定する交点の間隔はほぼ等間隔にすることができる。これにより、光入力ポート２からのある光入力強度Ｐｉｎに対して、周期的な依存性を持って、大小を判定することができる。
【００２９】
また、第１の光分岐回路６で、第１の光受光器１１へ分岐されなかった光は、光強度調整器７を通ることより光レベルが調整され、光出力ポート８へ出力される。この時、光強度調整器７によって、光入力ポート２から入力された光強度Ｐｉｎとほぼ同じ光強度になって出力されるように光強度調整器７の光利得を調整している。
【００３０】
光強度調整器７は、例えば、半導体光増幅器（ＳＯＡ）を用いることができる。また、第１及び第２の光分岐回路については、例えば、マルチモード干渉計（ＭＭＩ：Multi Mode interference）分岐回路、又は方向性結合器（ＤＣ：Directional Coupler）を用いることができる。ＭＭＩもＤＣも、設計により、分岐比を調整でき、ここで示した１：９の分岐比に限らない。
【００３１】
また、ここではリング共振器を例としたが、光の入力周波数に対して周期的な強度出力を示す構造であれば、これに限らない。本願の本質は、リング共振器のような、通常は周波数に対して周期的な強度出力を示すものに、強度に対して位相回転する光強度位相変換部を組み合わせることにより、全体で強度に対して強度の周期性を持たせる点にある。リング共振器以外には、例えば、非対称なマッハツェンダー干渉計や、ファブリーペロー共振器が考えられる。そのような周波数に対して周期的な強度出力を示すものを用いることができる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、導波路及びリング共振器といったコンポーネントが、集積されている図を示しているが、これに限らない。各コンポーネントそれぞれを、光ファイバーで接続して、構成することもできる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る光Ａ／Ｄ変換器について説明する。図６には、第１の実施の形態に係る光強度判定器を内部に含む光Ａ／Ｄ変換器を示す。
ところで、多値・多重化された光信号の復調のためには、光の位相及び振幅の状態を検知する必要がある。しかしながら、複素平面上で光の状態を検知するのは困難なため、前段で実部Ｉと虚部Ｑに分離しておき、それぞれの実部Ｉと虚部Ｑの強度情報を受信器（ＰＤ）にて検知するのが一般的である。
【００３４】
例えば、コヒーレント光検波という手法においては、光位相ハイブリッドという装置を用いて、位相が９０度異なる４つの局所光とそれぞれ信号光を干渉させ、実部Ｉ及び虚部Ｑ用に２系統ずつの出力光を得て、それぞれの系統の光をＰＤ（Photodiode）で受光する。本発明では、既に光信号が実部Ｉ又は虚部Ｑに分離された後の各系統における強度情報を用いて光Ａ／Ｄ変換を行う。
【００３５】
これまでは、光の強度を検知するのに、ＰＤで受信して電気信号に変換し、電気回路によるＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換していた。これを光のＡ／Ｄ変換器を用いる方法は、光のままではある強度を有する光から一定の強度の光を減算することは困難であることから、構成が複雑になると考えられる。そこで、本発明では、さらに強度を位相差に変換する回路を付け加え、光位相にて処理を行う。これによって、以下に説明する発明の実施の形態では、光のままの状態で、光強度を多ビットに分解してデジタル値として取り出す。
【００３６】
図６では、４ビットの構成例を示す。図６に示すように、図１に示した光強度判定器が、４つ直列に接続されている。光入力ポート２０からの光強度をＰｉｎとしている。最初に光が入力される第１の光強度判定器３１は、図７Ａに示す様に、光入力強度Ｐｉｎに対し、１回だけ増減する周期特性だけを利用するような光強度位相変換特性としている。これは、図１における光強度位相変換部４の位相変化量の調整で可能である。具体的には、リング共振器３の周回長に対し、光強度位相変換部４の長さを調整することで可能である。
【００３７】
前記のように、光入力強度Ｐｉｎに対し、１回だけ増減する光強度位相変換部は、最小光強度から最大光強度までの光強度に応じて位相回転が２πになるように、リング共振器内で、長さが設定されている。具体的には、ＳＯＡを用いて、その飽和状態でＳＰＭを用いるとすると、ＳＯＡ内における最大キャリア密度は１０１９ｃｍ−３で、最小キャリア密度は１０１８ｃｍ−３程度と考えられる。ＳＰＭによって、ＳＯＡ内でキャリア密度が、最大から最小へ線形近似で長手方向に変化すると考えられるが、それによって得られる標準的な屈折率変化量から換算すると、２πの屈折率変化のためには、２００μｍ長程度が必要となる。光分岐回路に５０μｍ程要したとして、リング全長は２５０μｍとなる。従って、リングの直径は、約８０μとした。このようにすると、第１の光強度判定器３１は４ビット出力のうち最上位ビット（強度の最大側）の判定に用いることができる。
【００３８】
また、第１の光強度判定器３１からの光出力強度が既に１回分の周期特性を持っている（図７Ａのように、０→１→０）ため、次に配置されている第２の光強度判定器３２の光入力ポート２１へ入力すると、その出力特性は、図７Ｂに示すように、２回分の繰り返しの周期特性（０→１→０→１→０）を示す。すなわち、半分の繰り返し周期となる。これは、光入力ポート２１へ（０→１→０）と変遷する光強度が入力されるため、まず、０→１という入力に対して、第２の光強度判定器３２のスルーポートからの出力は、０→１→０となる。次に、１→０という入力に対して、出力は再び、０→１→０となるから、全体として、０→１→０→１→０、とさらに半分の繰り返し周期となる。これが同様に、第３の光強度判定器３３の光入力ポート２２へ入力されていき、繰り返し周期がさらに半分となって出力される（図７Ｃ）。さらに第４の光強度判定器３４の光入力ポート２３へ入力されて、繰り返し周期がさらに半分となって出力される（図７Ｄ）。
【００３９】
前述のように、下位ビットまで直列接続することにより、光強度判定器の構成は同一でも、透過する度に倍の繰り返し数の周期特性となっていき、２進数であるビット出力を可能としている。光Ａ／Ｄ変換器として、光強度判定器３１〜３４からの各ビットの出力は、電気信号出力ポート４１〜４４からデジタル信号Ｄ４１〜Ｄ４４として出力される。その様子を図８に示す。下位ビットほど、繰り返し周期が短くなっていることがわかる。
【００４０】
なお、図６では、４ビットの例を示したが、ｎ台の光強度判定器を直列に接続することで、ｎビットの光Ａ／Ｄ変換器を構成することができる。また、以上のようにビット数ｎに対して、素子長はｎ倍にしかならないため、ビット数を増加していくことが容易である効果がある。なお、ひとつの光強度判定器において、実施の形態１で記述したように、光レベル調整器により、光の入力強度と、出力強度を一致させることにより、第１から第４までの光強度判定器は、全く同一の構成とすることができる。なお、図６では、導波路及びリング共振器といったコンポーネントが、集積された例を示しているが、これに限らない。各コンポーネントそれぞれを、光ファイバーで接続して、構成することもできる。
【００４１】
（第３の実施の形態）
次に、光強度判定器として、第１の実施の形態に対し、リング共振器の構成の異なる構成による光強度判定器１５の例を図９に示す。第１の実施の形態に示したリング共振器３に対し、ドロップポート１０の配置が変更されている。これにより、第１及び第２の光受光器１１、１２を平行に近い位置に配置できるため、バランスドレシーバの標準的な構成にすることができる。また、これに伴い、２つに分割されて対向配置されていた光強度位相変換部４が一体に形成されている。なお、バランスドレシーバとしての第１及び第２の光受信器１１、１２は、光強度判定器１５の外部に配置することもできる。
【００４２】
（第４の実施の形態）
次に、光強度判定器として、非対称マッハツェンダー干渉計１７を用いて構成した光強度判定器１６の例を図１０に示す。第１の実施の形態に示したリング共振器３のスルーポート５及びドロップポート１０に、それぞれ第１のＭＺ出力ポート１８と第２のＭＺ出力ポート１９に対応している。他の構成については図１の構成と同一である。
【００４３】
なお、上述の実施の形態では、光強度位相変換部を含む光強度判定器を、光Ａ／Ｄ変換器への適用例を示したが、これに限られるものではない。光強度位相変換部によって、信号光の強度が、連続光の位相情報に反映され、さらにそれがリング等の共振器構造に応用されると、強度信号に変換される。そのため、一般的には、信号光の波長と連続光の波長が異なる場合には、波長変換器としても作用できる。このような応用も可能である。
【００４４】
また、上述の実施の形態に係る光強度位相変換器を用いた光Ａ／Ｄ変換器を、高速かつ低電力といったメリットを生かした形で光復調回路に利用することができる。具体的には、コヒーレント検波回路や光直接検波回路にそのような光Ａ／Ｄ変換器を内蔵することができる。
【００４５】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００４６】
この出願は、２０１０年８月９日に出願された日本出願特願２０１０−１７８４６５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、入力光の強度を位相情報に変換して入力光強度を判定する光強度判定器、及び、それを用いた光Ａ／Ｄ変換器に利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  光強度判定器
２  光入力ポート
３  リング共振器
４  光強度位相変換部
５  スルーポート
６、９  光分岐回路
７  光レベル調整器
８  光出力ポート
１０  ドロップポート
１１、１２  光受信器（ＰＤ）
１３  電気信号増幅器
１４  電気信号出力ポート
１６  光強度判定器
１７  非対称マッハツェンダー干渉計
１８、１９  ＭＺ出力ポート
２０、２１、２２、２３  光入力ポート
２４  光出力ポート
３１、３２、３３、３４  光強度判定器
４１、４２、４３、４４  電気信号出力ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月6日(2013.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入力ポートと、
光出力ポートと、
前記光入力ポートと、前記光出力ポートとの間に設けられた光共振器と、
前記光共振器の第１の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第１の受光素子と、
前記光共振器の第２の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第２の受光素子と、
前記第１及び第２の受光素子から出力される電気信号の大小を判定し、デジタル信号を出力する比較回路と、
前記光出力ポートと、前記第２の受光素子とへ、前記光共振器の前記第２の出力ポートからの出力光を分岐する光分岐回路と、を備え、
前記光共振器内の導波路の一部には、入力光の強度に応じて光位相を変調する光強度位相変換部が設けられている光強度判定器。
【請求項２】
前記光分岐回路と光出力ポートとの間に設けられ、出力光強度を調整する光レベル調整器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光強度判定器。
【請求項３】
前記光強度位相変換部が、半導体光増幅器を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光強度判定器。
【請求項４】
前記光強度位相変換部がが、リング共振器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光強度判定器。
【請求項５】
前記光共振器が、非対称マッハツェンダー干渉計であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光強度判定器。
【請求項６】
前記光共振器が、ファブリーペロー共振器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光強度判定器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光強度判定器を複数備え、
当該複数の光強度判定器が直列に接続されたことを特徴とする光Ａ／Ｄ変換器。
【請求項８】
前記複数の光強度判定器は、いずれも同一構造であることを特徴とする請求項７に記載の光Ａ／Ｄ変換器。
【請求項９】
光入力ポートと、光出力ポートとの間に光共振器を設け、
前記光共振器の第１の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第１の受光素子を設け、
前記光共振器の第２の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第２の受光素子を設け、
前記第１及び第２の受光素子から出力される電気信号の大小を判定し、デジタル信号を出力する比較回路を設け、
前記光出力ポートと、前記第２の受光素子とへ、前記光共振器の前記第２の出力ポートからの出力光を分岐する光分岐回路を設け、
前記光共振器内の導波路の一部には、入力光の強度に応じて光位相を変調する光強度位相変換部を設ける光強度判定器の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明に係る光強度判定器の製造方法は、
光入力ポートと、光出力ポートとの間に光共振器を設け、
前記光共振器の第１の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第１の受光素子を設け、
前記光共振器の第２の出力ポートから出力された光信号の少なくとも一部を電気信号に変換する第２の受光素子を設け、
前記第１及び第２の受光素子から出力される電気信号の大小を判定し、デジタル信号を出力する比較回路を設け、
前記光出力ポートと、前記第２の受光素子とへ、前記光共振器の前記第２の出力ポートからの出力光を分岐する光分岐回路を設け、
前記光共振器内の導波路の一部には、入力光の強度に応じて光位相を変調する光強度位相変換部を設けるものである。
【国際調査報告】
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